一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法与流程

本发明涉及有源噪声控制方法领域，尤其涉及一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法。

背景技术：

1、列车高速运行过程中驾驶室产生的多种噪声对驾驶员的身心健康极为不利，严重影响列车运行时的安全。针对列车驾驶室这类三维空间的噪声声场来说，其噪声频谱特征表现为窄带线谱噪声和宽带随机噪声。对于这种宽窄带混合噪声控制系统而言，经典的fxlms算法则需要更高阶数的自适应滤波器，这将会增加控制系统的计算复杂度，影响收敛速度；而且传统的宽窄带噪声主动降噪系统在人耳位置处的降噪效果并不理想。其主要原因都有：

2、1、传统降噪算法通常对窄带频率范围内的噪声进行有效降噪，而宽带频率范围的噪声无法得到有效降低；

3、2、对于宽带噪声，传统降噪算法则需要较高阶数的滤波器长度，其收敛速度较慢；

4、3、针对宽带噪声降噪后形成的静区仅在误差传感器附近，并不能有效的转移到人耳部位；

5、因此，有必要提供一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法，包括如下步骤：

2、输入作为系统参考信号的初级噪声x及物理误差传声器e处的噪声信号ep，结合通路模型hp、hv和hpv估计虚拟误差传声器处的噪声信号ev，进入有源噪声控制系统；

3、以ev为控制目标，各个子带更新自适应滤波器系数利用fft-1映射算法将子带滤波器系数映射到全带控制滤波器系数w；

4、结合虚拟次级通路hv，计算次级声源驱动信号y，利用声波相消原理，在虚拟误差传声器ev所在位置形成静音区。

5、优选的，设定多通道有源噪声控制系统包含j个次级源，k个物理误差传感器，q个虚拟误差点，r个参考信号，子带个数为n，抽取因子d＝n/2，次级通路长度为m；

6、设全带控制滤波器长度为l，对应每个子带的自适应滤波器控制长度为ls＝l/d；其中，为了保证子带分割过程的子带带与带间的频率混叠，分析滤波器组h中，每个子带分析滤波器的长度为lf＝4*n。

7、优选的，计算流程包括如下步骤：

8、a.控制器次级声源的输出信号：

9、b.计算物理误差点次级声场信号估计值：

10、c.根据物理误差点实时噪声信号、物理次级通路模型及次级源输出信号计算物理误差点期望信号：

11、d.根据物理误差点期望信号估计值及物理虚拟模型计算虚拟误差点期望信号估计值：

12、e.根据虚拟误差点期望信号估计值、虚拟次级通路模型计算虚拟误差点次级声场噪声估计值：

13、f.计算虚拟误差点实时噪声信号估计值：

14、g.计算滤波-x信号为：

15、h.计算子带滤波-x信号：rijq,n(n)＝f*rijq(n)，

16、i.计算子带虚拟误差信号：

17、j.每个子带的自适应滤波权系数更新公式可写为：

18、k.由于每个子带的滤波参考信号和虚拟误差信号的能量成分不一致，因此在上以步骤中需要针对每一个子带控制滤波器都设置不同的步长μ，为了便于步长参数的调整，提出一种基于箕舌线的变步长子带自适应算法，其更新公式为：式中δ为一个极小的数，用来微调归一化的值，可忽略不计；α、β和γ用来步长的调整参数；

19、l.子带的自适应滤波器权系数堆叠映射到全带控制滤波器：

20、

21、m.重复上述步骤，直至虚拟误差点噪声收敛到最优。

22、与相关技术相比较，该方法该方法通过子带分割，将噪声信号分解到各个子带，在各个子带中完成自适应滤波器权系数的更新，结合虚拟传感技术，将扩展有源噪声控制系统的降噪静区。该方法的优点有：

23、1、子带滤波器长度远小于全带滤波器长度，减少了运算量；

24、2、信号的频带范围变窄，算法的收敛速度变快，且有利于宽带噪声控制；

25、3、可以将误差位置获得的降噪量有效地转移到人耳处。

技术特征：

1.一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法，其特征在于，设定多通道有源噪声控制系统包含j个次级源，k个物理误差传感器，q个虚拟误差点，r个参考信号，子带个数为n，抽取因子d＝n/2，次级通路长度为m；

3.根据权利要求1所述的一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种用于宽窄带混合噪声控制的子带无延时处理的虚拟传声器有源噪声控制方法,包括输入作为系统参考信号的初级噪声x及物理误差传声器E处的噪声信号e<subgt;p</subgt;，结合通路模型h<subgt;p</subgt;、h<subgt;v</subgt;和h<subgt;pv</subgt;估计虚拟误差传声器处的噪声信号e<subgt;v</subgt;，进入有源噪声控制系统。该方法基于虚拟传感技术的子带无延时有源噪声控制策略主要目的是解决列车高速运行过程中驾驶室产生的宽窄带混合带噪声的降噪问题，以及将有源噪声控制系统的静音区从误差传声器位置转移至耳部位置来扩展降噪静区。该方法通过子带分割，将噪声信号分解到各个子带，在各个子带中完成自适应滤波器权系数的更新，并结合虚拟传感技术，将扩展有源噪声控制系统的降噪静区。

技术研发人员：景亚鹏,代海,武新平,孟堃,李荣,张亚洲
受保护的技术使用者：西安艾科特声学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15